Eritrocitos en animales

Los eritrocitos (RBC) se producen principalmente a partir de células madre hematopoyéticas en la médula ósea.

En la mayoría de los mamíferos, los RBC maduros tienen forma de disco bicóncavo y carecen de núcleo. Los eritrocitos nucleados (nRBC), o eritroblastos, son RBC inmaduros que no han experimentado la extrusión nuclear y aún contienen el núcleo. Los RBC de los camélidos son elípticos. Los RBC maduros en las aves son células ovaladas grandes que contienen núcleos ovalados.

La función de los RBC es transportar oxígeno a los tejidos a presión suficiente para permitir su rápida difusión. Este proceso requiere los siguientes elementos biológicos:

• Una molécula portadora (hemoglobina).

• Un vehículo (RBC) capaz de llevar hemoglobina intacta (Hb) a las células.

• Un metabolismo orientado a proteger tanto a los RBC como a la Hb del daño.

La interferencia con la síntesis o liberación de Hb y la producción o supervivencia de los RBC, o el metabolismo pueden causar enfermedades.

La Hb es una molécula compleja, formada por 4 unidades hemo unidas a 4 globinas (2 α y 2 β). El hierro se agrega en el último paso de la eritropoyesis por la acción de la enzima ferroquelatasa.

La interferencia en la producción normal de unidades hemo o globina (como en los casos de envenenamiento por plomo o deficiencia de cobre o hierro) provoca anemia.

Las hemoglobinopatías como la talasemia y la drepanocitosis, importantes enfermedades genéticas de los seres humanos, no se han observado en otros animales. En estas enfermedades, la producción de globinas (α, β o ambas) no se equilibra con la producción de unidades hemo y la Hb no es funcional.

La única hemoglobinopatía natural conocida en animales es la porfiria. Aunque se describe en varias especies, la porfiria es la causa más importante de fotosensibilidad en el ganado bovino.

En los animales sanos, la masa eritrocitaria y, por lo tanto, la capacidad de transporte de oxígeno se mantienen constantes en el tiempo. La disminución de la masa eritrocitaria (anemia) puede deberse a la pérdida de sangre, a la destrucción excesiva de RBC (hemólisis) o a la disminución de la producción de RBC.

Una vez producidos en la médula ósea, los RBC maduros tienen una vida útil limitada en circulación antes de que se destruyan al alcanzar la senescencia. La producción y destrucción de RBC debe equilibrarse cuidadosamente para evitar la anemia y la eritrocitosis (exceso de RBC en circulación).

La eritropoyesis (producción de RBC) está regulada por la eritropoyetina, una hormona que aumenta en presencia de hipoxia. La eritropoyetina actúa sobre la médula ósea en conjunto con otros mediadores humorales para aumentar el número de células madre que se destinan a la producción de RBC, acortar el tiempo de maduración y provocar la liberación temprana de reticulocitos (RBC inmaduros).

En la mayoría de las especies, el riñón es tanto el órgano sensor como el principal lugar de producción de la eritropoyetina. La enfermedad renal crónica puede cursar con anemia en etapas avanzadas, ya que los riñones dejan de producir esta hormona vital en cantidades suficientes.

La deficiencia de nutrientes (por ejemplo, hierro, ácido fólico o vitamina B₁₂) también puede suprimir la eritropoyesis, al igual que las enfermedades crónicas debilitantes, las enfermedades inflamatorias y los trastornos endocrinos (como el hipotiroidismo, elhipoadrenocorticismo o el hiperestrogenismo).

Las intoxicaciones, las enfermedades infecciosas (por ejemplo, enfermedad por el virus de la leucemia felina o histoplasmosis) y las neoplasias dentro de la médula ósea (por ejemplo, mielofibrosis) pueden afectar principalmente a la médula ósea, lo que lleva a una disminución de la eritropoyesis con o sin otras citopenias. Es previsible que cada una de las afecciones mencionadas provoque anemia no regenerativa.

Para equilibrar la producción de RBC, existen dos mecanismos para la eliminación de los RBC senescentes: la hemólisis intravascular y la hemólisis extravascular. En ambos casos se conservan los principales constituyentes de la célula para su reutilización.

La eliminación de los RBC envejecidos normalmente se produce por fagocitosis mediada por macrófagos fijos en el bazo. A medida que los RBC envejecen, cambian antigénicamente, adquieren antígenos senescentes y pierden flexibilidad debido a la alteración de la producción de ATP. Ambos cambios aumentan la probabilidad de que las células queden atrapadas en el bazo y sean eliminadas por los macrófagos.

Después de la fagocitosis y de la ulterior disrupción de la membrana de la célula, la Hgb es transformada en hemo y globina. El hierro es liberado desde el grupo hemo y se almacena en el macrófago en forma de ferritina o hemosiderina, o se libera a la circulación para ser transportado de nuevo a la médula ósea. El hemo restante se convierte en bilirrubina, que es liberada por los macrófagos a la circulación sistémica, donde se une a la albúmina y se transporta a los hepatocitos. En el hígado, se conjuga y se excreta en la bilis.

Este proceso normal de hemólisis extravascular de los RBC envejecidos ocurre a un ritmo bajo todos los días, lo que explica las bajas concentraciones de bilirrubina medibles en la sangre de los animales sanos. En las enfermedades que causan hemólisis extravascular excesiva, los RBC pueden destruirse antes de llegar a la senescencia, lo que provoca reducción de la vida útil de los RBC, anemia e hiperbilirrubinemia.

En animales sanos, aproximadamente el 1 % de los RBC envejecidos se hemolizan dentro de la circulación (hemólisis intravascular) en lugar de dentro del bazo. En este proceso, la Hb libre se libera y se convierte rápidamente en dímeros de Hb que se unen a la haptoglobina y se transportan al hígado. Allí, se metabolizan de la misma manera que los productos de los RBC eliminados por fagocitosis.

En las enfermedades que provocan un exceso de hemólisis intravascular, se destruye un mayor número de RBC en la circulación, lo que libera hemoglobina a una velocidad que supera la capacidad de unión a la haptoglobina. Este proceso da lugar a un exceso de hemoglobinemia, que puede detectarse como suero con aspecto hemolizado. El exceso de Hb y, por tanto, de hierro, se excreta por la orina (hemoglobinuria).

La principal vía metabólica de los RBC es la glucólisis, y la principal fuente de energía para ello en la mayoría de las especies es la glucosa. La glucosa peentra en los RBC por un mecanismo independiente de la insulina, y la mayor parte se metaboliza para producir ATP y nicotinamida adenina dinucleótido reducido (NADH). La energía del ATP se utiliza para impulsar las bombas de la membrana de los RBC que trabajan para preservar la forma y la flexibilidad celular.

El potencial reductor del NADH se utiliza a través de la vía de la metahemoglobina reductasa para mantener el hierro en la Hb en su forma reducida (Fe²⁺). La glucosa que no se utiliza en la glucólisis se metaboliza a través de una segunda vía, la derivación del monofosfato de hexosa (HMP), que no produce energía, pero es importante para mantener los grupos sulfhidrilo de globina en su estado reducido.

Estas vías metabólicas son clave para la supervivencia y la funcionalidad de los RBC mientras circulan. Algunos trastornos anémicos son el resultado directo de un metabolismo anormal de los RBC y de la interferencia en la glucólisis.

La deficiencia hereditaria de piruvato cinasa, una enzima glucolítica clave, provoca una deficiencia de ATP, lo que conduce a una disminución de la vida útil de los RBC y a anemia hemolítica.

El estrés oxidativo excesivo puede sobrecargar la derivación protectora HMP o las vías de la metahemoglobina reductasa, y causar hemólisis de cuerpos de Heinz o formación de metahemoglobina, respectivamente. Un ejemplo de ello es la anemia hemolítica causada por la toxicidad por paracetamol en los gatos.

Si bien la anemia puede ser causada por la pérdida de RBC (hemorragia o hemólisis excesiva) o la falta de producción, la eritrocitosis absoluta, por el contrario, es generalmente el resultado de una producción excesiva de RBC en lugar de la falta de eliminación de los RBC senescentes.

La eritrocitosis puede ser un problema primario de la médula ósea (policitemia vera) o un problema secundario, resultado de una disfunción fuera de la médula ósea.

Cuando es secundaria, la eritrocitosis puede ser una respuesta compensatoria adecuada para tratar de aumentar la capacidad de transporte de oxígeno en estados hipóxicos crónicos (por ejemplo, enfermedad pulmonar, derivaciones intracardíacas de derecha a izquierda), o puede ser una respuesta inadecuada, como es el caso de las neoplasias productoras de eritropoyetina.

Eritrocitosis relativa es el término que se utiliza para describir el aumento de la masa eritrocitaria en relación con el plasma, que suele ser consecuencia de la deshidratación (hemoconcentración) o la contracción del bazo.